柏拉圖和畢達(dá)哥拉斯等思想家認(rèn)為，我們的眼睛會發(fā)出微弱的光線進(jìn)行探測。這些光線將收集我們周圍物體的信息，并以某種方式將這些信息帶回給我們。
本期小明就帶你們踏上一場奇幻的旅程，去追光！去探索那隱藏在光電傳感器背后的神秘光源世界。想象一下，我們像是勇敢的追光者，手持探險燈，一步步揭開那些讓傳感器“眼睛”閃閃發(fā)光的秘密。
準(zhǔn)備好了嗎？那就讓我們一起，走進(jìn)這場光與電的奇妙探險吧！
本期小明就帶大家一起深究到底~
本文將探討回歸反射型光電傳感器的工作原理，并詳細(xì)分析為什么普通的鏡子不能作為反光板使用，將討論角度限制、接收難度、設(shè)計要求以及選擇技巧等方面的問題。
光源：照亮萬物的魔法棒
首先，咱們得從光源說起。光源就像是自然界的魔法棒，它能讓黑暗的世界變得五彩斑斕。簡單來說，光源就是能夠發(fā)出光線的物體或裝置。所有的電磁輻射的頻譜被稱為電磁頻譜?？梢姽馐遣ㄩL大約在380-700納米之間的電磁波。
在我們的日常生活中，太陽、電燈、手機(jī)屏幕……這些都是光源的化身。而在傳感器的世界里，光源更是扮演著至關(guān)重要的角色，幾乎所有的傳感器都是光電+的成果，它們就像是傳感器的“眼睛”，幫助傳感器捕捉著世界的光影變化。
接下來，我將詳細(xì)介紹傳感器常用的四類光源：LED可見光、LED紅外燈珠、LD半導(dǎo)體激光器、VCSEL垂直腔面發(fā)射激光器
一、LED可見光
照亮生活的多彩精靈
接下來，咱們要聊聊LED可見光。這家伙，簡直就是我們?nèi)粘Ｉ钪械?ldquo;小太陽”，無處不在，又無所不能。
LED可見光，顧名思義，就是能發(fā)出可見光的LED燈。它的全名是發(fā)光二極管（Light-Emitting Diode），是一種能把電能轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體器件。和傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈相比，LED燈簡直就是節(jié)能環(huán)保的代名詞。它體積小、壽命長、發(fā)光效率高，而且顏色豐富多樣，從溫暖的黃色到清冷的藍(lán)色，應(yīng)有盡有。
在光電傳感器中，LED可見光也是一位重要的角色。它不僅可以用來照明，還可以用來傳輸信息。比如，在可見光通信系統(tǒng)中，LED燈就能像魔法師一樣，把電信號變成光信號，再通過空氣傳播出去，接收端再把它變回電信號，實現(xiàn)信息的無線傳輸。這種技術(shù)不僅綠色環(huán)保，還能有效避免電磁波的干擾，非常適合在室內(nèi)、醫(yī)院等需要低電磁輻射的環(huán)境中應(yīng)用。
明治的紅藍(lán)光傳感器
二、LED紅外燈珠
夜視儀背后的隱形俠
再來說說LED紅外燈珠吧。這家伙，簡直就是夜視儀下的隱形俠，雖然你看不見它發(fā)出的光，但它卻能在黑暗中默默守護(hù)著你的安全。
LED紅外燈珠是一種特殊的LED燈珠，它發(fā)出的光線主要是紅外光，人眼是看不見的。但是，對于一些特殊的傳感器來說，紅外光就像是它們的“第二雙眼睛”，能夠幫助它們在黑暗中捕捉到更多的信息。
想象一下，在漆黑的夜晚，當(dāng)你打開手電筒時，只能照亮眼前的一小塊區(qū)域。但是，如果手電筒里裝的是LED紅外燈珠，那么即使你看不見光，紅外傳感器也能通過捕捉紅外光來感知周圍的環(huán)境，就像是擁有了超能力一樣。
紅外技術(shù)原理的傳感器利用紅外線為介質(zhì)，通過測量紅外信號的發(fā)射與接收時間差來計算物體的距離。這種傳感器具有測量范圍廣、響應(yīng)時間短、精度高等優(yōu)點，尤其適合在惡劣的工業(yè)環(huán)境中使用。
三、LD半導(dǎo)體激光器
激光界的“小鋼炮”
接下來，咱們要認(rèn)識的個主角就是LD半導(dǎo)體激光器，也就是大家常說的激光二極管（Laser Diode）。這家伙，簡直就是激光界的“小鋼炮”，別看它體積小，能量可是杠杠的！
想象一下，LD半導(dǎo)體激光器就像是一個超級能量包，里面裝滿了蓄勢待發(fā)的光子。這些光子可不是省油的燈，它們一個個都像是訓(xùn)練有素的特種兵，方向明確、能量集中，一旦發(fā)射出去，就能輕松穿透各種障礙，完成各種高難度的任務(wù)。
LD半導(dǎo)體激光器的工作原理其實挺有趣的。它利用半導(dǎo)體材料中的電子躍遷來產(chǎn)生激光。簡單來說，就是給半導(dǎo)體材料加點電，讓里面的電子興奮起來，從低能級跳到高能級，然后再從高能級跳回低能級時，就釋放出能量，這些能量就轉(zhuǎn)化成了激光。
在光電傳感器中，LD半導(dǎo)體激光器可是個香餑餑。它的激光束方向性好、單色性好、相干性好，簡直是天生的測量和定位神器。無論是激光測距、激光打印，還是激光醫(yī)療、激光通信，都能看到它的身影。
明治的激光傳感器
四、VCSEL垂直腔面發(fā)射激光器
最后，咱們要介紹的是VCSEL垂直腔面發(fā)射激光器。CSEL（vertical- cavity surfac- emitting laser）中文翻譯為 垂直腔面發(fā)射激光器，是近年來發(fā)展如火如荼的新一代半導(dǎo)體激光器。這家伙，就像是激光界的“小巨人”，雖然身材小巧，但能量驚人。
VCSEL是一種節(jié)省空間的激光源。一個VCSEL的單個發(fā)射器可以小到幾微米寬，幾十微米高，導(dǎo)致實際的晶粒尺寸（包括墊子、遮擋區(qū)域等）在所有尺寸上都小于100微米。
為了獲得更多的輸出功率，在裸片上增加發(fā)射器是很簡單的，只要按一定的間距或節(jié)距將它們并排布置即可。具有數(shù)百個發(fā)射器和多瓦輸出功率的實用VCSEL裸片小于1平方毫米。雖說通常需要額外的封裝，然而，完整的照明解決方案可以在幾平方毫米內(nèi)實現(xiàn)。
VCSEL激光器是一種特殊的半導(dǎo)體激光器，它的激光是垂直于頂面射出的。這種設(shè)計不僅使得VCSEL激光器具有較小的遠(yuǎn)場發(fā)散角，光束更加集中和穩(wěn)定，還使得它的閾值電流更低，調(diào)制頻率更高。簡單來說，就是VCSEL激光器能夠用更小的電流產(chǎn)生更穩(wěn)定、更高速的激光束。
在光電傳感器中，VCSEL激光器可是個多面手，它具有RGB色彩飽和高、像素點尺寸小等特點，可以生產(chǎn)高色彩飽和高分辨率的集成激光顯示，且兼?zhèn)浔匾?D掃描技術(shù)。它廣泛應(yīng)用于光纖通信、人臉識別、3D傳感等領(lǐng)域。比如，在人臉識別技術(shù)中，VCSEL激光器能夠發(fā)射出高密度的激光點陣，幫助攝像頭快速捕捉人臉的三維信息，實現(xiàn)更加精準(zhǔn)的人臉識別。
此外，VCSEL激光器還是3D傳感技術(shù)的核心元件之一，特別是在智能手機(jī)、虛擬現(xiàn)實（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）設(shè)備中發(fā)揮著重要作用。它能讓設(shè)備“看”到更立體的世界，實現(xiàn)更精準(zhǔn)的手勢識別、空間定位和環(huán)境感知。
想象一下，當(dāng)你戴上裝備了VCSEL激光器的VR眼鏡，整個世界仿佛就在你眼前重生。你不僅能看到逼真的虛擬場景，還能通過手勢與虛擬物體互動，體驗前所未有的沉浸感。這一切的背后，都是VCSEL激光器默默工作，將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，再轉(zhuǎn)化為設(shè)備能夠理解的指令。
此外，隨著智能駕駛被人們所關(guān)注，LiDAR（激光雷達(dá)）的研發(fā)也成為科研界和產(chǎn)業(yè)界的一大熱點，車規(guī)級高功率脈沖VCSEL陣列芯片作為LiDAR（激光雷達(dá)）的核心器件，具有非常廣闊的市場前景
VCSEL激光器之所以能夠在這些高科技產(chǎn)品中大放異彩，還得益于它的一些獨特優(yōu)勢。首先，它的體積小、重量輕，非常適合集成到各種便攜式設(shè)備中。其次，它的功耗低、效率高，能夠在保證性能的同時，延長設(shè)備的續(xù)航時間。最重要的是，VCSEL激光器具有出色的可靠性和穩(wěn)定性，能夠在各種復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定工作，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實時性。
當(dāng)然，光電傳感器的世界遠(yuǎn)不止這些。除了我們剛才介紹的LD半導(dǎo)體激光器、LED可見光、LED紅外燈珠和VCSEL垂直腔面發(fā)射激光器之外，還有許多其他類型的光源和傳感器技術(shù)正在不斷發(fā)展和創(chuàng)新。它們各自擁有獨特的優(yōu)勢和應(yīng)用場景，共同構(gòu)成了光電傳感器的龐大家族。
在這個充滿奇跡的家族中，每一種光源都像是擁有特殊能力的魔法師，它們用光的力量點亮了世界的每一個角落。而光電傳感器則像是擁有敏銳觸角的偵探，時刻捕捉著光線的變化，將世界的模樣轉(zhuǎn)化為我們可以理解和利用的信息。
在未來的日子里，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，光電傳感器的世界將會變得更加精彩紛呈。讓我們一起期待那些即將到來的奇跡吧！
好了，親愛的追光者們，今天的旅程就到這里了。希望你們喜歡這次的光電傳感器探險之旅，并且從中收獲到知識和樂趣。記得關(guān)注我們的下一次追光之旅哦！下次見！